油井流入动态

油井流入动态第1页，共56页，2023年，2月20日，星期六油井生产系统组成油层到井底的流动(地层渗流)井底到井口的流动(井筒多相管流)井口到分离器(地面水平或倾斜管流)油井生产的三个基本流动过程气液两相流基本理论油井流入动态第2页，共56页，2023年，2月20日，星期六第一节油井流入动态（IPR曲线）

油井流入动态：油井产量(qo)

与井底流动压力(pwf)

的关系，反映了油藏向该井供油的能力。基本概念油井流入动态曲线：

表示产量与流压关系的曲线，简称IPR曲线。

InflowPerformanceRelationshipCurve第3页，共56页，2023年，2月20日，星期六4

反映了油藏向井的供油能力，反映了油藏压力、油层物性、流体物性、完井质量等对油层渗流规律的影响，是采油工程与油藏工程的衔接点。作用：为油藏工程提供检验资料；为采油工程的下一步工作提供依据；检查钻井、完井和各项工艺措施等技术水平的优劣。物理意义：第一节油井流入动态油井流入动态：油井产量与井底流动压力的关系。第4页，共56页，2023年，2月20日，星期六图1-1典型的流入动态曲线IPR曲线基本形状与油藏驱动类型有关。即使在同一驱动方式下，还将取决于油藏压力、油层厚度、渗透率及流体物理性质等。prqomax第5页，共56页，2023年，2月20日，星期六一、单相液体流入动态供给边缘压力不变、圆形地层中心一口井的产量公式为：（1-1）圆形封闭油藏、拟稳态条件下产量公式为：（1-2）第6页，共56页，2023年，2月20日，星期六图1-2泄油面积形状与油井的位置系数对于非圆形封闭泄油面积的油井产量公式，可根据泄油面积和油井位置进行校正。第7页，共56页，2023年，2月20日，星期六单相流动时，油层物性及流体性质基本不随压力变化。

采油指数可定义为:单位生产压差下的油井产油量，是反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量之间的关系的综合指标。生产压差直线型第8页，共56页，2023年，2月20日，星期六采油指数J的获得：试井资料：测得3～5个稳定工作制度下的产量及其流压，便可绘制该井的实测IPR曲线，取其斜率的负倒数油藏参数计算对于单相液体流动的直线型IPR曲线，采油指数可定义为产油量与生产压差之比，也可定义为每增加单位生产压差时，油井产量的增加值，或IPR曲线斜率的负倒数。注意事项：因此，对于具有非直线型IPR曲线的油井，在使用采油指数时，应该说明相应的流动压力，不能简单地用某一流压下的采油指数来直接推算不同流压下的产量。第9页，共56页，2023年，2月20日，星期六当油井产量很高时，井底附近将出现非达西渗流：胶结地层的紊流速度系数：非胶结地层紊流速度系数：C、D值也可用试井资料获取第10页，共56页，2023年，2月20日，星期六二、油气两相渗流时的流入动态o、Bo、Kro都是压力的函数。用上述方法绘制IPR曲线十分繁琐。通常结合生产资料来绘制IPR曲线。平面径向流，直井油气两相渗流时油井产量公式为：(一)垂直井油气两相渗流时的流入动态第11页，共56页，2023年，2月20日，星期六1.Vogel方法(1968)①假设条件：a.圆形封闭油藏，油井位于中心；b.均质油层，含水饱和度恒定；c.忽略重力影响；d.忽略岩石和水的压缩性；e.油、气组成及平衡不变；f.油、气两相的压力相同；g.拟稳态下流动，在给定的某一瞬间，各点的脱气原油流量相同。数值模拟结果的总结第12页，共56页，2023年，2月20日，星期六归一化曲线第13页，共56页，2023年，2月20日，星期六②Vogel方程经典方程第14页，共56页，2023年，2月20日，星期六

a.计算c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线b.给定不同流压，计算相应的产量：Ⅰ、已知地层压力和一个工作点(qo(test),pwf(test))③利用Vogel方程绘制IPR曲线的步骤第15页，共56页，2023年，2月20日，星期六Ⅱ、已知两个工作点，油藏压力未知a.油藏平均压力的确定：已知或利用两组qopwf测试计算，即

b.计算c.由流入动态关系式计算相关参数第16页，共56页，2023年，2月20日，星期六图2-4计算的溶解气驱油藏油井IPR曲线

1-用测试点按直线外推；2-计算机计算值；3-用Vogel方程计算值④Vogel曲线与数值模拟IPR曲线的对比第17页，共56页，2023年，2月20日，星期六对比结果：按Vogel方程计算的IPR曲线，最大误差出现在用小生产压差下的测试资料来预测最大产量时，但一般误差低于5％。虽然随着采出程度的增加到开采末期误差上升到20％左右，但其绝对值却很小。如果用测试点的资料按直线外推，最大误差可达70～80％，只是在开采末期约30%。采出程度Np

对油井流入动态影响大，而kh/μ、Bo、k、So等对其影响不大。第18页，共56页，2023年，2月20日，星期六2.费特柯维奇方法溶解气驱油藏假设(kro/oBo)与压力p成线性关系，则其中，第19页，共56页，2023年，2月20日，星期六所以：当时：令：费特柯维奇基本方程第20页，共56页，2023年，2月20日，星期六3.不完善井Vogel方程的修正油水井的不完善性：

射孔完成——打开性质不完善；未全部钻穿油层——打开程度不完善；打开程度和打开性质双重不完善；在钻井或修井过程中油层受到损害或进行酸化、压裂等措施，从而改变油井的完善性。第21页，共56页，2023年，2月20日，星期六图1-5完善井和非完善井周围的压力分布示意图第22页，共56页，2023年，2月20日，星期六油井的流动效率FE：油井的理想生产压差与实际生产压差之比为“正”称“正”表皮，油井不完善；为“负”称“负”表皮，油井超完善。第23页，共56页，2023年，2月20日，星期六完善井非完善井令：非完善井表皮附加压力降于是第24页，共56页，2023年，2月20日，星期六表皮系数或井壁阻力系数S油层受污染的或不完善井，完善井,增产措施后的超完善井，表皮系数S通常由试井方法获得第25页，共56页，2023年，2月20日，星期六利用流动效率计算直井流入动态的方法

①Standing方法(1970)(FE=0.5～

1.5)图1-6FE1时的无因次IPR曲线(standingIPR曲线)第26页，共56页，2023年，2月20日，星期六a.根据已知pr和pwf计算在FE=1时最大产量standing方法计算不完善井IPR曲线的步骤：b.预测不同流压下的产量c.根据计算结果绘制IPR曲线第27页，共56页，2023年，2月20日，星期六②Harrison方法(FE=1～

2.5)图1-7Harrison无因次IPR曲线(FE>1)第28页，共56页，2023年，2月20日，星期六

Harrison方法可用来计算高流动效率井的IPR曲线和预测低流压下的产量。其计算步骤如下：a.计算FE=1时的qomax先求pwf/pr，然后查图1-7中对应的FE曲线上的相应值

qo/qomax(FE=1)，则b.计算不同流压下的产量c.根据计算结果绘制IPR曲线d.求FE对应的最大产量，即pwf=0时的产量第29页，共56页，2023年，2月20日，星期六(二)斜井和水平井的IPR曲线1990年，Cheng对溶解气驱油藏中斜井和水平井进行了数值模拟，并用回归的方法得到了类似Vogel方程的不同井斜角井的IPR回归方程：p’=pwf/pr；q’=qo/qomax；A、B、C为取决于井斜角的系数优点：使用简单，仅需一组测点，便可得IPR曲线缺点：方程没有归一化，第30页，共56页，2023年，2月20日，星期六1989年，Bendakhlia等用两种三维三相黑油模拟器研究了多种情况下溶解气驱油藏中水平井的流入动态关系。得到了不同条件下IPR曲线。图1-8拟合的IPR曲线与实际曲线的对比

_____拟合的IPR曲线,……实际曲线第31页，共56页，2023年，2月20日，星期六曲线表明：早期的IPR曲线近似于直线,随着采出程度增加,曲度增加,接近衰竭时曲度稍有减小。Bendakhlia建议用以下公式来拟合IPR曲线图：第32页，共56页，2023年，2月20日，星期六

图1-9参数v、n与采出程度之间的关系第33页，共56页，2023年，2月20日，星期六IPR曲线的应用油井流入动态反映了油藏向该井供油的能力。根据测试资料确定IPR曲线。根据IPR曲线确定流压和产量的对应关系。prqomax第34页，共56页，2023年，2月20日，星期六三、pr>pb>pwf时的流入动态（1）基本公式当油藏压力高于饱和压力，而流动压力低于饱和压力时，油藏中将同时存在单相和两相流动，拟稳态条件下产量的一般计算表达式为:需要分段积分第35页，共56页，2023年，2月20日，星期六图1-11组合型IPR曲线（2）实用计算方法第36页，共56页，2023年，2月20日，星期六①当pr>pb时，由于油藏中全部为单相液体流动流入动态公式为：流压等于饱和压力时的产量为：②当pr<pb后，油藏中出现两相流动流入动态公式为：采油指数：第37页，共56页，2023年，2月20日，星期六A--油相IPR曲线B--水相IPR曲线

C--油气水三相综合IPR曲线四、油气水三相IPR曲线Petrobras提出了计算三相流动IPR曲线的方法综合IPR曲线的实质:是按含水率取纯油IPR曲线和水IPR曲线的加权平均值。当已知测试点计算曲线，可按产量加权平均；当预测产量或流压，可按流压加权平均。图1-12油气水三相IPR曲线第38页，共56页，2023年，2月20日，星期六(一)采液指数计算(由测试点确定曲线)已知pr、pb和一个测试点pwf(test)、qt(test)

(1)(2)图1-12油气水三相IPR曲线第39页，共56页，2023年，2月20日，星期六

(二)某一产量qt下的流压pwf计算(1)第40页，共56页，2023年，2月20日，星期六(2)图1-12油气水三相IPR曲线第41页，共56页，2023年，2月20日，星期六因为：所以：综合IPR曲线的斜率可近似为常数(3)图1-12油气水三相IPR曲线第42页，共56页，2023年，2月20日，星期六五、多层油藏油井流入动态（1）多油层油井流入动态图1-13多层油藏油井流入动态流压低于14MPa后，只有第三个层工作；流压降低到12MPa和10MPa后，则I层和II层陆续出油。总的IPR曲线则是分层的迭加。其特点是：随着流压的降低，由于参加工作的小层数增多，产量将大幅度增加，采油指数也随之增大。第43页，共56页，2023年，2月20日，星期六（2）含水油井流入动态图1-14含水油井流入动态与含水变化()图1-15含水油井流入动态曲线()第44页，共56页，2023年，2月20日，星期六小结(1)上述介绍的方法阐明了油井流入动态的物理意义，也是目前现场最常用的计算方法。(2)油井流入动态研究主要有三种途径：基于Vogel、Fetkovich、Petrobras方法的完善。建立不同类型油藏和井底条件的渗流模型。利用单井流入动态的油藏数值模拟技术。(3)油井流入动态是采油工程各项技术措施设计、分析与评价的依据。第45页，共56页，2023年，2月20日，星期六第二节

井筒气液两相流基本概念相的概念相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分，与体系的其它均匀部分有界面隔开例如：水--冰系统、泥浆、油--气--水等均是多相体系油气是深埋于地下的流体矿藏采油设备的优化设计和工况分析、油气集输设计等都离不开气液两相流的理论与计算方法随压力的降低，溶解气将不断从原油中逸出，因此，井筒中将不可避免地出现气液两相流动。第46页，共56页，2023年，2月20日，星期六一、井筒气液两相流动的特性(一)气液两相流动与单相液流的比较第47页，共56页，2023年，2月20日，星期六流动型态（流动结构、流型）：

流动过程中油、气的分布状态。(二)气液混合物在垂直管中的流动结构变化①纯液流

当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中，产液呈单相液流。影响流型的因素：

气液体积比、流速、气液界面性质等。第48页，共56页，2023年，2月20日，星期六②泡流

井筒压力稍低于饱和压力时，溶解气开始从油中分离出来，气体都以小气泡分散在液相中。滑脱现象：混合流体流动过程中，由于流体间的密度差异，引起的小密度流体流速大于大密度流体流速的现象。如：油气滑脱、气液滑脱、油水滑脱等。特点：气体是分散相，液体是连续相；气体主要影响混合物密度，对摩擦阻力影响不大；滑脱现象比较严重。第49页，共56页，2023年，2月20日，星期六③段塞流

当混合物继续向上流动，压力逐渐降低，气体不断膨胀，小气泡将合并成大气泡，直到能够占据整个油管断面时，井筒内将形成一段液一段气的结构。特点：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小；摩擦损失变大。第50页，共56页，2023年，2月20日，星期六